這些五彩斑斕的化石是怎么來的？

□ 明 檀

出自加拿大阿爾伯塔省的斑彩石

說起化石，你第一時間想到的是灰不溜秋的石頭吧？但其實，有的化石具有比彩虹更豐富的顏色。

七彩“魚鱗”斑彩石

斑彩石是一種非常美麗的石頭，拿起一塊斑彩石在光下轉動，能看到綠色、紅色、金黃色和藍色等多種絢爛的色彩，它的美麗程度甚至達到了寶石級，深受愛美的女士們歡迎。你一定想不到，這么美麗的斑彩石其實是在地球上生存了3.5億年的軟體動物——菊石的化石。

菊石出現于泥盆紀早期，和恐龍一起滅絕于白堊紀末期。菊石與鸚鵡螺是近親，它們都靠頭部“肌肉”游動。在菊石剛出現的時候，原始海洋中的物種都還是運動能力不強的小型無脊椎動物，也沒有很多的競爭者，那時候的菊石通常背著厚重的硬殼，悠閑地在海里游動。但慢慢地，海洋動物的種類越來越多，到了白堊紀末期，已經有大半的物種比菊石游得快得多，各種魚類和蛸類（章魚、烏賊）動物瓜分著菊石的食物。為了活得更好更久，菊石不斷演化以適應變化的環(huán)境，改變硬殼是它們選擇的策略。

菊石的殼是隨著環(huán)境的變化逐漸變彎的。研究認為，菊石是由角石類軟體動物進化來的，角石類的殼是筆直的，進化成菊石后，殼就變彎了，并隨著時間的變遷，圈數越來越多。殼被“掰彎”是為了提高運動的速度，研究表明，隨著殼盤旋圈數的增加，游泳速度也在不斷增加。

殼不僅越來越彎，隔室也逐漸增多。菊石的殼是隨著年齡的增長而變大的。剛出生的小菊石的第一個殼叫做原殼，隨著菊石不斷長大，內部的軟體不斷地向前分泌新的殼，殼和殼之間被一片片隔壁分隔開來，就形成了一個個隔室。菊石可以在這些隔室里填充空氣和水，用來控制上下浮沉，原理與潛水艇相似。當隔室中只有氣體時，菊石就會漂浮在海面上，如果在隔室中裝載20%體積的海水，菊石便可以在海中懸浮。

晚期的菊石外殼也變得越來越薄，“減負”后的菊石比之前輩具有更快的游泳速度——最后的糕菊石被認為是菊石類游泳競賽的冠軍。當然，和擅長游泳的魚類、蛸類相比，最快的菊石在速度上也毫無競爭優(yōu)勢。因此，當小行星撞上地球，很長一段時間地球生物都“缺衣少穿”時，菊石最終沒有競爭過其他海洋生物，走向了滅絕。不過，雖然殼的變化沒有成功挽救菊石，但卻給地球留下了炫麗的寶石——斑彩石。

菊石殼的主要成分是文石和方解石，這兩種礦物的化學成分都是碳酸鈣，由于原子排列方式的不同，形成了不同的礦物，折射光線的效果也不同。文石的晶體呈平行排列，光線照射時會逐層發(fā)生反射，這些反射光之間再發(fā)生干涉，就會呈現出斑彩石的七色變彩。再加上菊石在不同時期分泌的殼厚度各不相同，殼越厚，越容易形成紅色的變彩；殼越薄，越容易形成藍到紫色的變彩。由于糕菊石的文石層很薄，僅有0.5～0.8毫米厚，折射的光線能很清晰地呈現出來，而如此薄的一層文石，在化石的形成過程中也非常容易碎裂，最后我們看到的就是螺旋形的被“分割”成一片片魚鱗狀的七彩斑彩石。這塊美麗而脆弱的寶石經過工匠們的妙手改造后，將成為點綴女士們美麗容顏的利器。

炫彩的“色斑”歐珀

歐珀也是一種五顏六色的美麗石頭，它擁有紅橙黃綠青藍紫等各色“色斑”，人們?yōu)榱速澷p它的華麗多彩而稱之為“上帝的油畫”。在這幅“油畫”中，有時候會描繪出遠古時代動植物的“音容笑貌”。

在高溫高壓作用下，巖石和砂礫熔化成了二氧化硅溶液，二氧化硅溶液猶如巖漿流入地表下約40米深處的縫隙中，經過約一二百萬年的冷卻。二氧化硅溶液開始慢慢凝固，最終“浴火重生”，從普通石頭變成了美麗的歐珀。而沉積的過程也相當漫長，大約每500萬年沉積物會增加1厘米的厚度，在這個過程中，二氧化硅溶液可能會覆蓋住各種動植物的遺骸或滲透到其縫隙之中，將之包覆住，最終形成的歐珀就成了動植物化石。

二氧化硅滲透過的動物包括大名鼎鼎的恐龍。在澳大利亞的內陸小鎮(zhèn)閃電嶺附近的專門開采歐珀的韋瓦拉礦區(qū)，礦工們發(fā)現了一種名為韋瓦拉龍的恐龍遺骸，是很少見的含有下頜和牙齒的恐龍化石。而且，這只恐龍的右下頜中曾有一些二氧化硅溶液“入侵”，現在它已經成了擁有世界上第一個“彩虹”下巴的新潮“達龍”了。人們可以到澳大利亞蛋白石中心博物館一睹它的風采。

除了恐龍，在這個礦區(qū)還曾經發(fā)現了另一只接受過“歐珀整容術”的動物，那就是現代鴨嘴獸的祖先——硬齒鴨嘴獸。在歐珀的幫助下，這只硬齒鴨嘴獸的顴骨呈現出一種淡淡的乳白珍珠光澤，是亞洲女性夢寐以求的膚色。

在韋瓦拉礦區(qū)，二氧化硅溶液還包覆了許多植物殘骸，形成了大量的零碎的植物化石歐珀。植物化石歐珀主要為樹木樹皮、種子和堅果類，大部分都是沒有變彩現象，以黑色或者白色底色為主的歐珀。但也有少數擁有絢爛豐富的變彩效應，并且保留較多植物內部細節(jié)的珍貴歐珀，這些都可在澳大利亞的博物館中見到。

歐珀之所以具有這樣豐富多彩的顏色是因為其特殊的結構，它是由微小的二氧化硅球體緊密堆積而成的大型三維結構。光線在球體之間的微小空隙發(fā)生衍射，同時在球體層間發(fā)生干涉作用，分離成了各種波長的光，我們就看到多種色彩。歐珀產生的顏色與二氧化硅球體的直徑有關，直徑在160～220納米之間出現藍綠色變彩，在220～360納米之間出現紅至藍色的全變彩，在370～460納米之間出現紅色變彩，這些變彩呈現出一塊塊色斑的樣子。化石歐珀不僅是寶石界的一大“擎天柱”，更對地質學、古生物學等研究有重大幫助。

歐泊中的名貴品種：日落火歐泊

“鮮花”怒放化石玉

彩色化石玉是一種來自深海的有機寶石，在或黑或紅的底色上，盛開著一朵朵形態(tài)多樣的“菊花”，或呈放射狀，或呈卷紋狀，或花團錦簇，或孤芳自賞……化石玉的顏色多姿多彩，是不可多得的收藏級珍品。顧名思義，彩色化石玉也是一種化石，而“菊花”的前身其實是各種古海洋生物。

因為地形優(yōu)勢，中國西部地區(qū)是品質最好的彩色化石玉的產區(qū)。距今4.36億年前，中國西部在火山爆發(fā)等劇烈的地殼運動變化中開始由淺海隆升成陸地，再成長為高原，其間一大片海域內所有的古海洋生物被突發(fā)的火山所淹埋。這些海百合莖、珊瑚、海膽、苔蘚、層孔蟲和腕足類等古海洋生物的遺骸，經長期沉積、地熱煎烤、造山運動擠壓作用而形成化石。在此期間，因長時間高溫、高壓而產生了大量二氧化硅溶液，溶液滲入部分化石中就形成了被稱為彩色化石玉的寶石。不過，除了中國西部外，世界各地曾發(fā)生過滄海桑田的地質變遷的地方也可找到化石玉。

珊瑚玉中藏著珊瑚蟲

珊瑚玉是發(fā)現最多也是最早進入商品市場的化石玉，因其美麗的外形深受消費者青睞。海底火山爆發(fā)后產生了很多火山灰，給海洋帶來了豐富的常量元素（如有色元素鐵、銅、錳等和無色元素鎂、鉀、鈉等）以及微量元素（如鋅、鉻、鎳等）。珊瑚蟲在生長的過程中會吸收水中的各種元素，制造堅硬的石灰質骨骼——珊瑚，珊瑚經石化作用后就形成了珊瑚石。不同種類的珊瑚蟲吸收的元素類型不同，如果珊瑚蟲以吸附鐵元素為主，珊瑚石的顏色就是紅色的；如果吸附鎂元素為主，兼有少許鐵質，那么珊瑚石的顏色就會是粉紅色或是粉白色的；如果吸附鎂元素，珊瑚石的顏色就是白色的；吸附銅為綠色，吸附錳為黑色；等等。又經過億萬年漫長而復雜的地殼活動，珊瑚石中滲入了一些硅元素，就形成了多彩的珊瑚玉。目前，中國臺灣是珊瑚玉最大的產地。

海百合是地球上最古老的動物之一，已經生存了5億年。在2.3億年前，海洋里到處都生長著海百合，因此一旦發(fā)生地質運動，海百合就很容易被掩埋在地層中形成化石。海百合長得很像植物，它會吸收海洋中的鈣質長出長長的莖扎根海底，然后張大花朵樣的嘴巴迎向水流。專等食物“自動”上門。海百合死后，這些鈣質莖萼不易被微生物分解，然后保存下來成為化石。由于海水的擾動，這些莖萼往往不能保存生前的整株“花”的形態(tài)，而會分散成一個個小圓圈或五角星聚集在化石表面。海百合化石的主要成分是單晶的方解石，通常是白色的，有時會混入三價鐵離子，呈現出鮮艷的紅色，在青灰色圍巖的襯托下十分美麗。除了做成珠寶首飾外，大塊的化石玉還可被做成茶壺、杯具、花瓶，甚至桌椅等家具。

化石并不都是灰撲撲的，彩虹色的化石甚至能替代人造寶石和建筑材料，裝點出人們豐富多彩的生活。